Maillard-Reaktion: warum Rösten Geschmack macht

Die Maillard-Reaktion ist eine Gruppe chemischer Reaktionen, in der unter Hitze ein reduzierender Zucker mit einer Aminosäure reagiert; benannt ist sie nach dem französischen Forscher Louis-Camille Maillard, der seine Ergebnisse im November 1911 und im Januar 1912 mitteilte. Auf sie geht ein großer Teil dessen zurück, was eine Brotkruste, eine dunkel geröstete Kaffeebohne oder eine geröstete Kakaobohne braun werden und duften lässt, wie es das rohe Material nicht tut. Vincenzo Fogliano und Inès Birlouez-Aragon schreiben in einer Zeitschrift der Royal Society of Chemistry, die Reaktion sei der Ursprung von Farbe, Aroma, Textur und Geschmack vieler hitzebehandelter Produkte. Dieser Text erklärt, was dabei geschieht, wovon es abhängt und wie es sich von der Karamellisierung unterscheidet.

Ein Chemiker und Arzt auf der Suche nach Peptiden

Hervé This beschreibt Maillard in der Zeitschrift der Société Chimique de France als Chemiker und Mediziner aus Lothringen. In Nancy und später in Paris versuchte er, Peptide zu synthetisieren, also kurze Ketten aus Aminosäuren. Dabei erhitzte er reduzierende Zucker mit Aminosäuren oder Proteinen und erhielt eine braune Färbung. Zunächst arbeitete er mit Glycerin, erst danach mit Glucose und Fructose.

Seine Ergebnisse teilte er nach This im November 1911 und im Januar 1912 mit. Als Fundstelle der Arbeit von 1912 nennt This die Comptes rendus der französischen Akademie der Wissenschaften, Band 154, ab Seite 66, unter dem Titel „Action des acides aminés sur les sucres ; formation des mélanoïdines par voie méthodique“. Dieselbe Fundstelle nennt das Wissenschaftsportal Mapping Ignorance der Universität des Baskenlandes. Das Alimentarium in Vevey verweist außerdem auf Maillards Buch „Genèse des matières protéiques et des matières humiques“ aus demselben Jahr. Fogliano und Birlouez-Aragon erwähnen, dass 2012 das hundertjährige Jubiläum der Entdeckung begangen wurde.

Was chemisch geschieht

Im Kern reagiert ein reduzierender Zucker mit einer Aminosäure. Hervé This schlägt vor, den Begriff genau darauf zu beschränken. Am Anfang steht nach seiner Darstellung die Bildung einer sogenannten Schiff’schen Base, darauf folgen je nach Zucker Amadori- oder Heyns-Verbindungen. Diese Zwischenprodukte zerfallen weiter. Kursunterlagen der University of Richmond beschreiben, wie aus Amadori-Verbindungen unterschiedliche Geschmacks- und Aromamoleküle entstehen, die Stickstoff- und Schwefelatome aus den Aminosäuren enthalten.

Am Ende der Reaktionskette stehen braune, große Moleküle. Maillard selbst nannte sie Melanoidine. This hält den Namen für eingeführt, merkt aber an, dass die Kategorie sehr weit gefasst ist. Wie weit der Begriff Maillard-Reaktion überhaupt reicht, ist nicht einheitlich geregelt. Manche zählen nach This auch die Karamellisierung dazu, obwohl an ihr nur Zucker beteiligt sind.

Temperatur und Zeit

Die Reaktion setzt nicht bei einer einzigen Temperatur ein. Nach dem Alimentarium läuft sie bei 90 °C langsam ab, oberhalb von 100 °C schneller, ab etwa 130 °C sehr schnell. Jenseits von 180 °C setzt nach derselben Quelle die Pyrolyse ein, die Zersetzung durch Hitze. Die Forschungsgruppe Innograin der Universität Valladolid formuliert es für das Backen ähnlich: Die Reaktionen beginnen bei deutlich niedrigeren Temperaturen, sichtbar werden sie meist um 130 °C.

Neben der Temperatur nennt das Alimentarium zwei weitere Größen, die das Tempo bestimmen: den pH-Wert und den Wassergehalt.

Die Rolle des Wassers

Wasser hemmt die Reaktion nicht an sich. Es begrenzt aber die Temperatur. Mapping Ignorance erklärt, dass Wasser die Oberfläche eines Lebensmittels bei seinem Siedepunkt von 100 °C hält, und das ist für eine rasche Bräunung zu wenig. Solange eine Oberfläche nass ist, fließt die zugeführte Wärme in die Verdampfung.

Innograin beschreibt diesen Vorgang am Brot. Die äußere Schicht des Teigs erwärmt sich im Ofen rasch. Erreicht sie 100 °C, wird die Wärme zunächst dafür verbraucht, das vorhandene Wasser zu verdampfen. An der Oberfläche verdunstet das Wasser schneller, als Feuchtigkeit aus dem Inneren nachkommt. So entsteht außen eine trockenere Schicht, die Kruste. Erst dort kann die Temperatur über den Siedepunkt steigen.

Abgrenzung zur Karamellisierung

Beide Vorgänge bräunen, beide erzeugen Aroma, und im Alltag werden sie oft verwechselt. Darauf weisen auch die Richmond-Unterlagen hin. Der Unterschied liegt in den Ausgangsstoffen. Karamellisierung braucht nur Zucker und Hitze, keine Aminosäuren. Die Maillard-Reaktion braucht beides. Mapping Ignorance hält fest, dass die Karamellisierung in der Regel höhere Temperaturen verlangt. Für die Zucker im Brotteig nennt Innograin dafür 160 bis 180 °C.

Wie leicht die Begriffe durcheinandergeraten, zeigt ein Beispiel aus den Richmond-Unterlagen: Die Bräunung sogenannter karamellisierter Zwiebeln gehe nicht auf die Bildung von Karamell zurück, sondern auf Maillard-Bräunung. In vielen Lebensmitteln laufen beide Reaktionen nebeneinander ab. Nach den Richmond-Unterlagen bilden ihre Zwischenprodukte auch gemeinsame Folgeprodukte, etwa in Schokolade und Kaffee. Um die Karamellisierung selbst geht es in Karamell: Zucker unter Hitze.

Die Brotkruste

Bei der Kruste greifen beide Reaktionen ineinander. Innograin hält fest, dass die Kombination aus Maillard-Reaktionen und Karamellisierung die endgültige Farbe der Kruste ergibt. Voraussetzung ist die Trocknung der Oberfläche.

Die Kaffeeröstung

Ein Beitrag in Frontiers in Nutrition beschreibt sie als starken Temperaturanstieg, bis die grünen Bohnen noch etwa 2 Prozent Feuchte enthalten. Je stärker die Bohne geröstet wird, desto mehr Melanoidine enthält sie. Unter sehr intensiven Bedingungen beginnen diese wieder zu zerfallen.

Das kolumbianische Kaffeeforschungszentrum Cenicafé hat 2019 untersucht, wie sich Röstbedingungen auf die Zusammensetzung auswirken. Die Autorinnen nennen aus der Literatur Temperaturen beim Einfüllen der Rohbohnen zwischen 140 und 300 °C. In ihren eigenen Versuchen lagen die Endtemperaturen bei 175, 180 und 185 °C. Die mittlere Röstzeit stieg dabei von 9,8 auf 11,8 Minuten, der Masseverlust von 16,0 auf 17,0 Prozent, und die Bohnen wurden mit höherer Endtemperatur dunkler. Nach der Darstellung der Studie verändern Maillard- und Strecker-Reaktionen Aroma, Farbe, Geschmack und Bitterkeit. Es entstehen flüchtige Stoffe wie Furane, Pyrazine und Aldehyde. Zugleich wird die Saccharose der Rohbohne gespalten und karamellisiert. Auch hier wirken also beide Reaktionen zusammen. Den Weg bis zur Rohbohne beschreibt Kaffee: von der Kirsche zur Bohne.

Die Kakaoröstung

Beim Kakao beginnt die Geschichte vor dem Ofen. Ein Übersichtsartikel in der Fachzeitschrift Molecules von 2019 hält fest, dass während der Fermentation wichtige Vorstufen gebildet werden, die für die weiteren Reaktionen nötig sind. Die Röstung beschreiben die Autorinnen und Autoren als zentralen Schritt, weil in ihr Maillard-Reaktionen ablaufen und Aromastoffe entstehen.

Genauer wird ein Übersichtsartikel von Emmanuel Ohene Afoakwa und Kollegen aus dem Jahr 2008. Bei der Fermentation setzen Enzyme demnach hydrophobe Aminosäuren frei, darunter Leucin, Alanin, Phenylalanin und Tyrosin. Dazu kommen Fructose und Glucose, die aus der Spaltung von Saccharose stammen. In der Röstung reagieren diese Bausteine miteinander. Die Autoren nennen für den Röstgrad Zeiten von 5 bis 120 Minuten bei 120 bis 150 °C. Unter den entstehenden Aromastoffen heben sie die Pyrazine hervor, von denen mindestens 80 nennenswert zum Gesamtaroma beitragen. Auch der Strecker-Abbau gilt ihnen als zentral für den Geschmack von Schokolade.

Die Röstung baut also auf dem auf, was die Fermentation vorbereitet hat.

Was die Beispiele verbindet

Brot, Kaffee und Kakao zeigen dasselbe Prinzip. Es braucht Zucker und Aminosäuren, eine trockene Oberfläche oder ein trockenes Gut, für eine rasche Bräunung Temperaturen über dem Siedepunkt und Zeit. Welche Aromen entstehen, hängt davon ab, welche Bausteine vorhanden sind und wie lange und wie heiß geröstet wird. Wer sich dafür interessiert, wie sich solche Aromen in Worte fassen lassen, findet mehr in Eine Sprache für Aromen. Um eine andere Stoffgruppe des Duftes geht es in Terpene erklärt.

Häufige Fragen

Was ist die Maillard-Reaktion einfach erklärt?

Bei der Maillard-Reaktion reagiert unter Hitze ein reduzierender Zucker mit einer Aminosäure. Über Zwischenprodukte entstehen Geschmacks- und Aromamoleküle und am Ende braune, große Moleküle, die Melanoidine. Benannt ist die Reaktion nach Louis-Camille Maillard, der seine Ergebnisse 1911 und 1912 mitteilte.

Was ist der Unterschied zwischen Maillard-Reaktion und Karamellisierung?

Der Unterschied liegt in den Ausgangsstoffen. Die Karamellisierung braucht nur Zucker und Hitze, die Maillard-Reaktion zusätzlich Aminosäuren. Die Karamellisierung verlangt in der Regel höhere Temperaturen, für die Zucker im Brotteig nennt die Forschungsgruppe Innograin 160 bis 180 °C. In vielen Lebensmitteln wie Brotkruste und Kaffee laufen beide Reaktionen nebeneinander ab.

Ab welcher Temperatur beginnt die Maillard-Reaktion?

Eine einzelne Schwelle gibt es nicht. Nach dem Alimentarium in Vevey läuft die Reaktion bei 90 °C langsam ab, oberhalb von 100 °C schneller und ab etwa 130 °C sehr schnell; sichtbar wird sie beim Backen meist um 130 °C. Solange eine Oberfläche nass ist, hält das Wasser sie bei seinem Siedepunkt von 100 °C, und das ist für eine rasche Bräunung zu wenig.

Was wir nicht wissen

Die Temperaturangaben der Quellen weichen voneinander ab. Das Alimentarium beschreibt eine langsame Reaktion schon bei 90 °C, Mapping Ignorance nennt für das Kochen Temperaturen von stets mehr als 150 °C. Das dürfte daran liegen, dass einmal der Beginn der Reaktion und einmal eine rasche, sichtbare Bräunung gemeint ist, ausdrücklich belegt haben wir das nicht. Maillards Originalarbeit von 1912 haben wir nicht selbst gelesen; die Fundstelle stützt sich auf zwei übereinstimmende Sekundärquellen. Wie viele einzelne Verbindungen bei einer Röstung insgesamt entstehen, nennt keine der gelesenen Quellen. Den Übersichtsartikel in Molecules kennen wir nur aus dem Abstract.

Stand: 13.10.2026. Dieser Beitrag beschreibt chemische Vorgänge beim Erhitzen von Lebensmitteln. Er enthält keine Gesundheits- oder Ernährungsaussagen. Die Quellen stehen am Ende des Beitrags.